Вестник Пермского университета. Математика. Механика. Информатика @vestnik-psu-mmi
Статьи журнала - Вестник Пермского университета. Математика. Механика. Информатика
Все статьи: 877
Статья научная
Рассмотрена история появления "пермской версии" учебно-методического комплекта (УМК) по информатике для учеников 7-11 классов общеобразовательных школ, а также ее роль в развитии цифровой грамотности учащихся с 1994 по 2018 гг. Описан принцип "спиралевидного" подхода при изучении основных понятий и представлений. Освещены основные темы на каждом уровне изучения предмета (базовый уровень 7-9 классы, базовый уровень 10-11 классы, профильный уровень 10-11 классы). Проанализированы достоинства и недостатки УМК (по отзывам учителей информатики), а также их соответствие требованиям ЕГЭ по информатике. Рассмотрены дальнейшие перспективы развития УМК.
Бесплатно
50 лет факультету физико-математических и естественных наук РУДН
Статья обзорная
Посвящается пятидесятилетию (1960-2011) факультета физико-математических и естественных наук Российского университета дружбы народов.
Бесплатно
Статья научная
The emergence of new sophisticated types of attacks forces the community of computer security researchers to constantly improve detection tools and response methods. The present study explores different factors of autoencoders and variational models that influence their effectiveness in identifying novel attack types and malicious network traffic. The general idea of the proposed algorithm is to construct a confidence interval for the reconstruction error of the training sample, based on which a decision is made on the maliciousness of a particular traffic. Additional emphasis was placed on selecting an appropriate error metric to minimize the overlap between the density distributions of reconstruction errors for normal and malicious traffic. In the study of the variational model, the effect of the t-distribution on the quality of detecting new types of attacks was investigated. The studies were conducted on the CIC-IDS2017 dataset of the Canadian Cybersecurity Institute, containing up to 14 types of traffic and attacks. The experimental results show that with a competent selection of the error measure and the threshold values of the confidence interval, our models outperform existing analogues in various performance indicators.
Бесплатно
Causality in mathematics, physics and process evolution
Статья научная
All motions and processes in Nature and technology are evolving according to the ever increasing parameter called time. This includes the propagation of fields at finite (possibly variable) velocities. For each time interval of the process, there is a starting state (the cause) and later the current state (the effect or result). This is known as the principle of causality and presents an orderly deterministic or stochastic (under disturbances or in probabilistic description) evolution of a process. The causality in process evolution at finite velocities is conditioned on the physical processes that transmit the action in process evolution, and it is achievable only within some margin of accuracy. Time delays in transmission of actions by physical processes are natural and unavoidable, though in many cases they may be small and not affecting the motion or a process. In this paper, the notion of causality in mathematics, physics and process evolution is presented and discussed, which opens new avenues and perspectives for research and development in mathematics, physics, life sciences, engineering and technology.
Бесплатно
D-ширина некоторых групп. Конечные группы d-ширины 5
Статья научная
Найдена d-ширина (ранг инцидентности) конечных групп, имеющих инвариантную циклическую подгруппу простого индекса. Получено описание конечных групп d-ширины 5.
Бесплатно
Статья научная
The Buquoy generalization of Newton's second law of motion for systems of bodies with variable masses driven by reactive forces produced by ejected burnt fuel (Mestschersky) is considered, with its extension for motions subject to external forces depending on accelerations and higher order derivatives of velocities. Such forces are exhibited in Weber's electro-dynamic law of attraction; they are produced by the Kirchhoff-Thomson adjoint fluid acceleration resistance acting on a body moving in a fluid and are also involved in manual control of aircrafts and spacecrafts that depends on acceleration of the craft itself. The causality of systems driven by such forces is assured by consideration of the left higher order derivatives in the right-hand sides of the equations of motion. The consistency condition and a new solution method are presented, and the existence and uniqueness of solutions for equations of motion driven by such forces is proved. The notion of effective forces is discussed, and the parallelogram law is verified for the effective forces in mechanical systems with left higher order derivatives in controls. On this basis, the new autopilot design is proposed for added security in civil aviation, independent of the currently used Pitot tubes which may fail or render the local measurements of wind gusts instead of the correct estimates for the average relative velocity of the aircraft with respect to the wind in flight or to the airstrip at landing.
Бесплатно
IT Job Market Forecasting in East Africa: An ML Approach
Статья научная
This study focuses on forecasting the Information Technology (IT) job market in East Africa (specifically Kenya, Uganda, and Tanzania) using machine learning (ML) models. The research utilizes a dataset of 1,048,576 job postings collected from online platforms, including LinkedIn and Indeed. A comparative analysis of forecasting models Autoregressive Integrated Moving Average (ARIMA), Seasonal ARIMA (SARIMA), Long Short-Term Memory (LSTM), and Holt's linear trend was conducted to predict employment trends, seasonality, and residual patterns. The models were evaluated using Mean Absolute Error (MAE), Mean Squared Error (MSE), and Root Mean Squared Error (RMSE). The LSTM model demonstrated superior performance with an MAE of 2.75, MSE of 15.90, and RMSE of 3.99. The RMSE value of 3.99 indicates that the model's predictions are, on average, within approximately 4 job postings of the actual values. The findings confirm the applicability of ML models for reliable labor market forecasting in the region, providing valuable insights for stakeholders in education, policy, and industry to align strategies with market demands.
Бесплатно
Igor Serafimovich Utrobin (1937-2017)
Статья научная
The paper is devoted to the 80th anniversary of the birth of Doctor of Philosophical Sciences, Honored Worker of Higher Education of the Russian Federation, Professor in the Faculty of Philosophy and Sociology of Perm State University Igor Serafimovich Utrobin.
Бесплатно
IoT. К вопросу об интернете вещей
Статья обзорная
Современная динамичная жизнь вносит изменения как в жизнь отдельных домохозяйств, так и производственных субъектов. Стремящиеся к комфорту и безопасности домохозяйства готовы приобретать и использовать гаджеты, запускающие процессы обеспечения климат-контроля, датчиков движения и передачи данных счетчиков потребления. К использованию интернета вещей стремятся и промышленные предприятия, ищущие драйверы роста за счет оптимизации расходов на наблюдение за процессами производства. Гарантом оперативного реагирования физических лиц и производственных и торговых предприятий на вызовы конкуренции является использование передовых инструментов мониторинга и управления процессами. Это связано с использованием технологий и инструментов интернета вещей.
Бесплатно
N-кратное расщепление явной разностной схемы для уравнения вихря в вязкой несжимаемой жидкости
Статья научная
В работе впервые рассматривается возможность n-кратного(n=100,200) расщепления явной разностной схемы для уравнения вихря в системе уравнений гидродинамической задачи в прямоугольной каверне с вязкой несжимаемой жидкостью и с числом Рейнольдса Re=1000. Предложенный в работе алгоритм позволяет значительно увеличить максимальный временной шаг за одну итерацию общей задачи и уменьшить в десятки раз общее время расчета. Алгоритм расщепления для явной разностной схемы уравнения вихря эффективен в случае, если время, затраченное программой на цикл расщепления во много раз меньше времени решения общей задач на одну итерацию. Численно показано, что качественно решение без расщепления совпадает с решением расщепленной схемы (совпадение в пяти значащих цифрах). При этом решение задачи без расщепления не является полностью установившимся (постоянны во времени первые пять значащих цифры после 400000 итераций). Численно показано, что двухслойная и трехслойная явные разностные схемы имеют установившиеся решения с совпадением полей в 11-12 значащих знаках в каждом узле расчетной сетки (скорости, вихря, функции тока) после 21000 итераций.
Бесплатно
Q-полиномиальный граф с массивом пересечений {60, 45, 8; 1, 12, 50} не существует
Статья научная
При исследовании вполне регулярных графов Γ диаметра d, в которых для некоторой вершины a пара (Γd(a), Γd-1(a)) является 2-схемой, доказано, что подграф, индуцированный множеством точек, является кликой, кокликой или сильно регулярным графом. Для графа диаметра 3 установлено, что указанная конструкция является 2-схемой для любой вершины a тогда и только тогда, когда граф дистанционно регулярен и для любой вершины a подграф Γ3(a) является кликой, кокликой или сильно регулярным графом (А.Л. Гаврилюк, А.А. Махнев). Интересным представляется вопрос о существовании дистанционно регулярного графа с массивом пересечений {60,45,8;1,12,50}, для которого Γ3(a) может быть 6×6-решеткой и пара (Γ3(a), Γ2(a)) будет 2-схемой. В работе И.Н. Белоусова и А.А. Махнева (2018) опубликовано доказательство несуществования вышеуказанного графа, содержащее ошибки. В данной работе приводится корректное доказательство этого результата.
Бесплатно
Signals, relativity and optimality in nature and technology
Статья научная
All processes in Nature and technology are realized by transmittal of forces and actions (information) with certain signals which takes time and is oriented concurrently to the flow of time. This includes the propagation of fields at finite (possibly variable) velocities. The process evolution (motion) follows certain path or propagation route which is always optimal with respect to some criteria (known or unknown) within natural or technological bounds. This provides for an orderly deterministic or stochastic (under disturbances or in probabilistic description) evolution of a process. Transmittal of forces (information, actions) at finite velocities implies the relativistic effects considered in [A. Einstein, Zur Elektrodynamik der bewegte Korper. Ann. der Physik, 17 (1905) 891-921] with respect to the rays of light as the carrier of relativity in observation. Natural synchronization of time in different reference systems at rest or in motion is conditioned on the physical processes (signals) that transmit the information in process evolution, and it is achievable only within some margin of accuracy. Natural time delays in transmission of action by physical processes are intertwined with relativistic phenomena in a structure of mutual interdependence. This requires a unified study of process evolution, with the information transmittal, time uncertainty, optimality and relativity as the basic elements in their intimate interrelation at finite velocities, in both deterministic and stochastic environments. Analysis of relations between these basic elements in process evolution is presented in this paper which opens new perspectives for research and development in physics, engineering and technology.
Бесплатно
Statistical Analysis of Time Series for Port Scan and DDoS Detection
Статья научная
In this paper, statistical methodologies for time series analysis – specifically the Z-score and the modified Z-score – are examined in the context of detecting Port Scan and Distributed Denial of Service (DDoS) attacks. Six different time series were constructed using the following traffic characteristics: the average number of packets transmitted from sources to destinations, the data transfer rate, the response data transfer rate, the duration of the connection between the source and destination, the entropy computed based on destination ports associated with each IP source, and the number of unique destination ports available to each IP source. To evaluate the statistical methodologies under study, the indicators such as reliability, accuracy, response time, and F1-score were used. The obtained numerical results show that when detecting the network threats in question, the modified Z-score reduces the number of false positives compared to the Z-score standard, thereby influencing the evaluation of these performance metrics. The F1-scores achieved using the modified Z-score for DDoS detection ranged from 93% to 98%, depending on the specific traffic characteristics analyzed. Conversely, in the case of Port Scan detection, the F1-score did not exceed 58% even under optimal conditions. A comprehensive analysis showed that all the identified Port Scan instances refer to fast port scanning since this scanning method causes a sharp increase in network traffic. This phenomenon is manifested in a local violation of the stationarity of the time series. These findings were confirmed by Augmented Dickey-Fuller (ADF) and Kwiatkowski–Phillips–Schmidt–Shin (KPSS) statistical tests conducted to evaluate various hypotheses regarding the stationarity of the time series.
Бесплатно
W-метод Н. В. Азбелева в теории линейных стохастических функционально-дифференциальных уравнений
Статья научная
Обсуждается стохастическая версия W-метода, который восходит к работам Н.В. Азбелева и его учеников. Обоснование предлагаемой версии состоит из трёх теорем, которые можно рассматривать как фундамент общей схемы анализа устойчивости линейных сто -хастических функционально-дифференциальных уравнений. Для демонстрации эффективности метода приводится пример скалярного уравнения Ито.
Бесплатно
Статья научная
Определено пространство Е34, получающееся "склеиванием" евклидова трехмерного пространства. При "склеивании" была использована равномерно-разрывная подгруппа группы движений евклидова пространства, которая является циклической группой, порожденной осевой скользящей симметрией пространства Е3. Определены основные объекты нового пространства и изучены их аффинные и некоторые метрические свойства.
Бесплатно
Абдельхак Сафиуллович Галиуллин (к 95-летию со дня рождения)
Статья научная
Приводится краткое описание жизни и творческой деятельности выдающегося российского учёного-механика и педагога Абдельхака Сафиулловича Галиуллина (1919-1999).
Бесплатно
Автоматизация контроля обучения студентов тестированию учебных программ методами "чёрного ящика"
Статья научная
При обучении программированию важную роль играет освоение методов тестирования программ. В статье описывается система для автоматизации контроля обучения студентов тестированию учебных программ методами "черного ящика".
Бесплатно
Автоматизация контроля стиля учебных программ
Статья научная
Описывается программа для автоматизации контроля хорошего стиля учебных программ на языке Паскаль. Программа позволяет автоматизировать часть работы преподавателя по обучению основам программирования.
Бесплатно
Статья научная
Процедура, комбинирующая классический метод шагов с расширением пространства состояния (МШРПС) и предложенная ранее для анализа систем стохастических (обыкновенных) дифференциальных уравнений с одним постоянным временным запаздыванием, адаптируется для анализа уравнений с частными производными. В работе описывается методика построения уравнений для первых моментов случайного поля, представляющего собой решение линейного стохастического параболического дифференциального уравнения с запаздыванием, и приводятся некоторые результаты численно-аналитических расчетов для модельной задачи.
Бесплатно
Азимутальные моды собственных колебаний цилиндрического пузырька
Статья научная
Рассматриваются азимутальные моды собственных колебаний газового пузырька, окруженного несжимаемой жидкостью. В равновесном состоянии пузырек имеет форму цилиндра и ограничен в осевом направлении двумя параллельными твердыми поверхностями. Окружающая жидкость ограничена свободной поверхностью. Скорость движения линии контакта пропорциональная отклонению краевого угла от его равновесного значения. Исследована зависимость частот и декрементов затухания от параметров задачи. Показано, что основная частота любой моды может обращаться в нуль на некотором интервале значений параметра смачивания; частоты собственных колебаний уменьшаются с увеличением радиуса свободной поверхности внешней жидкости, увеличиваются с ростом геометрического параметра и не зависят от давления газа внутри пузырька.
Бесплатно
